旋挖鉆機快速拋土控制系統的制作方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本實用新型涉及粧工機械領域，更具體地涉及一種旋挖鉆機快速拋土控制系統。
【背景技術】
[0002]旋挖鉆機由于其成孔效率高、成孔質量好、環境污染少、地質適應性廣等特點，成為了灌注粧施工的主力施工。其成孔原理是在伸縮鉆桿旋轉驅動下帶動鉆頭回轉，安裝在鉆斗上的鉆齒旋轉切削挖掘土層，同時將切削挖掘下來的土渣帶入鉆斗內，然后通過伸縮鉆桿將鉆斗提升至孔外卸土，如此循環鉆進形成粧孔。其一個工作循環包括放鉆一鉆進一提鉆一回轉一卸土一回轉歸位共5個工況，而在鉆進派泥含量較高、帶水粘土等地質時，鉆齒切削下的部分巖土粘附在鉆斗內壁，使得卸土十分困難，嚴重影響旋挖鉆機施工效率。目前旋挖鉆機卸土主要有兩種操作方法:1.在動力頭拋土工況下，通過快速切換動力頭先導手柄控制動力頭正反高速轉動；2.在拋土工況下控制動力頭沿同一方向變速轉動，這兩種方案原理上都是利用粘附巖土的慣性進行拋土。在操作方法I中，旋挖鉆機在快速拋土時先導控制手柄快速換向，動力頭正反高速轉動，此時對快速拋土控制系統的的響應速度要求較高，如果響應速度過慢將導致拋土無力、拋土困難，降低機器施工效率。
[0003]參見圖1，現有技術中旋挖鉆機的動力頭控制系統原理結構。如圖所示，旋挖鉆機液壓系統采用的為反饋式變量泵1，其中11為反饋式變量泵主體，121為負載敏感變量控制閥，122為恒功率變量控制閥，131為變量控制油缸，132為伺服油缸；2為LS反饋閥，其中21為LS信號油進油節流阻尼，22為LS信號油回油節流阻尼；3為帶先導換向的換向閥聯，31為換向閥主閥，321為動力頭反轉壓力保持單向閥，322為動力頭正轉壓力保持單向閥，33為LS壓力補償閥，34為主溢流閥，35為LS溢流閥；41為第一動力頭馬達，42為第二動力頭馬達。
[0004]該動力頭控制系統為雙馬達雙減速機動力頭控制系統，其包括兩個動力頭馬達
41、42。各動力頭馬達的反轉進油口 41a、42a均與反轉進油通道A連通，各動力頭馬達的正轉進油口 41b、42b均與正轉進油通道B連通，即動力頭馬達41所在的支路和動力頭馬達42所在的支路并聯設置。圖1中箭頭方向指示的是壓力油進油方向。
[0005]當先導控制手柄中位不動作時，帶先導換向的換向閥聯3的a、b 口壓力均為0，換向閥主閥31保持中位，LS壓力補償閥33關閉，LS反饋閥2壓力為0，負載敏感變量控制閥121左位工作，此時反饋式變量泵I以最小排量工作。
[0006]當動力頭正轉時，操作先導控制手柄，先導液壓油至換向閥聯3的b 口，推動換向閥主閥31換向，壓力油經LS壓力補償閥33，正轉壓力保持單向閥322至通道B 口，馬達41和馬達42正轉，完成動力頭正轉；同時在LS壓力補償閥33打開時，LS壓力信號油經LS反饋閥2回到反饋式變量泵1，負載敏感變量控制閥121右位工作，反饋式變量泵主體11排量升尚;
[0007]當動力頭反轉時，操作先導控制手柄，先導液壓油至換向閥聯3的a 口，推動換向閥主閥31換向，壓力油經LS壓力補償閥33，反轉壓力保持單向閥321至通道A 口，馬達41和馬達42反轉，完成動力頭反轉；同時在LS壓力補償閥33打開時，LS壓力信號油經LS反饋法2回反饋式變量泵1，負載敏感變量控制閥121右位工作，反饋式變量泵I排量升高。
[0008]因此，旋挖鉆機拋土工況時，先導控制手柄快速切換，在這個過程中反饋式變量泵I的排量是反復變化的，此時變量泵控系統的變量響應時間是影響拋土效率的主要因素。現有的控制系統利用位于換向閥主閥31后的LS壓力補償閥33出口壓力信號控制反饋式變量泵變量，即信號油是從換向閥主閥31后引出的，響應速度較慢，雖然此種控制方式使得操作平穩但不符合旋挖鉆機快速拋土實際工況。
[0009]在實用新型專利200910042885.0中，提出一種在拋土工況下直接利用反饋式變量泵的出口壓力信號控制反饋變量泵的控制方式，加快反應速度。但是，該實用新型專利是針對閥前壓力補償系統，LS壓力補償閥在換向閥主閥之前，而且沒有消除快速拋土產生的壓力沖擊。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型旨在提供一種既能實現快速拋土、又能消除系統壓力沖擊的旋挖鉆機快速拋土控制系統，用于閥后壓力補償系統，以滿足施工效率和系統穩定性要求。
[0011]本實用新型專利提出一種旋挖鉆機快速拋土控制系統，包括反饋式變量泵、LS反饋閥、帶先導換向的換向閥聯和動力頭馬達，還包括壓力流量控制裝置，所述壓力流量控制裝置設有三個油口，第一油口 5a通過管路與所述反饋式變量泵的出口壓力油路相連，第二油口 5b通過管路與LS反饋閥的出口壓力油路相連，第三油口 5c通過管路與反饋式變量泵的負載敏感變量控制閥的控制油路相連，所述壓力流量控制裝置將反饋式變量泵的出口壓力或LS反饋閥的出口壓力作為反饋式變量泵的變量控制信號；
[0012]當所述壓力流量控制裝置控制第二油口 5b和第三油口 5c連通時，LS反饋閥的壓力控制信號經節流通道后，依次通過電磁換向閥油口 5b和油口 5c與負載敏感變量控制閥的控制油路相連，實現慢速拋土 ；
[0013]當所述壓力流量控制裝置控制第一油口 5a和第三油口 5c連通時，反饋式變量泵的出口壓力控制信號依次通過電磁換向閥油口 5a和油口 5c與負載敏感變量控制閥的控制油路相連，實現快速拋土。
[0014]所述壓力流量控制裝置為兩位三通電磁換向閥。
[0015]還包括一卸荷閥，所述卸荷閥的油口 P通過管路與反饋式變量泵的出口壓力油路相連，所述卸荷閥的油口 T通過管路與油箱相連，所述卸荷閥的油口 L通過管路與LS反饋閥出口壓力油路相連，所述卸荷閥設有兩個控制端，右端與反饋式變量泵的出口壓力油連通，左端與LS反饋閥的出口壓力油連通，所述卸荷閥的左端上裝有彈簧，所述彈簧預壓縮力大于反饋式變量泵出口壓力油在所述換向閥主閥閥芯產生的液壓力與LS反饋閥出口壓力油在所述換向閥主閥閥芯產生的液壓力之差；
[0016]快速拋土時，當先導控制手柄回中位瞬間，換向閥主閥31回中位，切斷反饋式變量泵I出口壓力油與動力頭馬達之間的油液連接，導致LS反饋閥2壓力消失，此時反饋式變量泵I出口壓力油克服卸荷閥6左端彈簧作用力，卸荷閥右端接通，反饋式變量泵I出口壓力油通過卸荷閥6流回油箱，實行卸荷，有效減少系統壓力沖擊。
[0017]當LS反饋閥2有壓力油時，卸荷閥6閥芯左端液壓力與彈簧壓力之和大于卸荷閥閥芯右端液壓力，使閥芯關閉；當換向閥主閥31回中位LS反饋閥2無壓力時，卸荷閥6閥芯右端液壓油產生的液壓力克服彈簧壓力，使閥芯打開，實現卸荷。
[0018]所述的卸荷閥為常閉式液動換向閥。
[0019]采用上述方案，本系統通過壓力流量控制裝置選取反饋式變量泵的出口壓力作為變量控制信號，所述的壓力流量控制裝置為兩位三通電磁換向閥。當電磁換向閥不帶電時，電磁換向閥右端接入，LS壓力信